(57)【要約】【課題】高ＮＡ光の伝搬に伴う光ファイバ端部で起こる発熱を効率よくかつ速やかに放熱して、光ファイバの劣化を抑制することができる、光ファイバ端部へのコネクタの取付け構造を提供する。【解決手段】コア１Ａ及びクラッド１Ｂからなる裸光ファイバ１を樹脂層２で被覆した光ファイバ１０における、先端から樹脂層２及びクラッド１Ｂを除去してコア露出部１１を形成した光ファイバ端部へのコネクタ取付け構造であり、コネクタは、内面３１が蛇腹状の光ファイバ保持構造部３２を有する光ファイバ挿通孔３３を形成してなる光ファイバ保持手段３４を備え、前記光ファイバ端部のコア露出部１１に隣接する樹脂層２の末端２Ａが、前記光ファイバ保持構造部３２内に配置されて、該樹脂層２に光ファイバ保持構造部３２の蛇腹状の内面３１の凸部３１Ａが食い込んで光ファイバが保持されてなる、光ファイバ端部へのコネクタ取付け構造。【選択図】図１
2010282187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア及びクラッドからなる裸光ファイバを樹脂層で被覆した樹脂被覆光ファイバにおける、先端から樹脂層及びクラッドを除去してコア露出部を形成するか、或いは、先端から樹脂層を除去してクラッド露出部を形成した光ファイバ端部へのコネクタの取付け構造であって、
コネクタが、内面を蛇腹状に形成した光ファイバ保持構造部を含む光ファイバ挿通孔が形成された光ファイバ保持手段を有し、
前記光ファイバ端部のコア露出部、或いは、クラッド露出部に隣接する樹脂層の末端を、前記コネクタの光ファイバ保持構造部内に配置して、該樹脂層に光ファイバ保持構造部の蛇腹状の内面の凸部を食い込ませて、光ファイバを保持する構成としたことを特徴とする、光ファイバ端部へのコネクタ取付け構造。
【請求項２】
前記光ファイバ保持構造部の蛇腹状の内面と光ファイバの樹脂層との間の隙間に金属材料または熱伝導性樹脂をさらに充填してなる、請求項１記載のコネクタ取付け構造。
【請求項３】
前記金属材料が、前記樹脂層を包囲する金属箔、金属テープ若しくは金属円筒管、又は、低融点金属である、請求項２記載のコネクタ取付け構造。
【請求項４】
コア及びクラッドからなる裸光ファイバを樹脂層で被覆した樹脂被覆光ファイバにおける、先端から樹脂層及びクラッドを除去してコア露出部を形成するか、或いは、先端から樹脂層を除去してクラッド露出部を形成した光ファイバ端部へのコネクタの取付け構造であって、
コネクタが、内径を縮径させた光ファイバ保持構造部を含む光ファイバ挿通孔が形成された光ファイバ保持手段を有し、
前記光ファイバ端部のコア露出部、或いは、クラッド露出部に隣接する樹脂層の末端を、前記コネクタの光ファイバ保持構造部内に配置して、該樹脂層に光ファイバ保持構造部内面の縮径による凸部を押接して、光ファイバを保持する構成としたことを特徴とする、光ファイバ端部へのコネクタ取付け構造。
【請求項５】
コア及びクラッドからなる裸光ファイバを樹脂層で被覆した樹脂被覆光ファイバにおける、先端から樹脂層及びクラッドを除去してコア露出部を形成するか、或いは、先端から樹脂層を除去してクラッド露出部を形成した光ファイバ端部へのコネクタの取付け構造であって、
コネクタが、内径を縮径させた光ファイバ保持構造部を含む光ファイバ挿通孔が形成された光ファイバ保持手段を有し、
前記光ファイバ端部のコア露出部、或いは、クラッド露出部に隣接する樹脂層の末端を、前記コネクタの光ファイバ保持構造部内に配置するとともに、該樹脂層と光ファイバ保持構造部の内面との間に金属薄肉部材を介在させ、該金属薄肉部材に光ファイバ保持構造部の内面の縮径による凸部を押接させることで、光ファイバが拘持されてなることを特徴とする、光ファイバ端部へのコネクタ取付け構造。
【請求項６】
前記金属薄肉部材が金属箔若しくは金属テープ、又は、金属円筒管である、請求項５記載のコネクタ取付け構造。
【請求項７】
樹脂被覆光ファイバが、石英コア及び石英クラッドからなる裸光ファイバを樹脂層で被覆した光ファイバであって、その端部にクラッド露出部を形成したものである、請求項１〜６のいずれか１項記載のコネクタ取付け構造。
【請求項８】
樹脂被覆光ファイバが、石英コアと、石英コアの外周を覆う第１石英クラッドと、該第１石英クラッドの外周を覆う、該第１石英クラッドの屈折率よりもその屈折率が低い第２石英クラッドとからなる裸光ファイバを樹脂層で被覆した光ファイバであって、その端部に第２石英クラッドが露出したクラッド露出部を形成したものである、請求項１〜６のいずれか１項記載のコネクタ取付け構造。
【請求項９】
コアと、コアの外周を覆うクラッドと、クラッドの外周を覆うサポートとを有し、該サポートを樹脂層で被覆した樹脂被覆光ファイバにおける、先端から樹脂層を除去してサポート露出部を形成した光ファイバ端部へのコネクタの取付け構造であって、
コネクタが、内面を蛇腹状に形成した光ファイバ保持構造部を含む光ファイバ挿通孔が形成された光ファイバ保持手段を有し、
前記光ファイバ端部のサポート露出部に隣接する樹脂層の末端を、前記コネクタの光ファイバ保持構造部内に配置して、該樹脂層に光ファイバ保持構造部の蛇腹状の内面の凸部を食い込ませて、光ファイバを保持する構成としたことを特徴とする、光ファイバ端部へのコネクタ取付け構造。
【請求項１０】
前記光ファイバ保持構造部の蛇腹状の内面と光ファイバの樹脂層との間の隙間に金属材料または熱伝導性樹脂をさらに充填してなる、請求項９記載のコネクタ取付け構造。
【請求項１１】
前記金属材料が、前記樹脂層を包囲する金属箔、金属テープ若しくは金属円筒管、又は、低融点金属である、請求項１０記載のコネクタ取付け構造。
【請求項１２】
コアと、コアの外周を覆うクラッドと、クラッドの外周を覆うサポートとを有し、該サポートを樹脂層で被覆した樹脂被覆光ファイバにおける、先端から樹脂層を除去してサポート露出部を形成した光ファイバ端部へのコネクタの取付け構造であって、
コネクタが、内径を縮径させた光ファイバ保持構造部を含む光ファイバ挿通孔が形成された光ファイバ保持手段を有し、
前記光ファイバ端部のサポート露出部に隣接する樹脂層の末端を、前記コネクタの光ファイバ保持構造部内に配置して、該樹脂層に光ファイバ保持構造部内面の縮径による凸部を押接して、光ファイバを保持する構成としたことを特徴とする、光ファイバ端部へのコネクタ取付け構造。
【請求項１３】
コアと、コアの外周を覆うクラッドと、クラッドの外周を覆うサポートとを有し、該サポートを樹脂層で被覆した樹脂被覆光ファイバにおける、先端から樹脂層を除去してサポート露出部を形成した光ファイバ端部へのコネクタの取付け構造であって、
コネクタが、内径を縮径させた光ファイバ保持構造部を含む光ファイバ挿通孔が形成された光ファイバ保持手段を有し、
前記光ファイバ端部のサポート露出部に隣接する樹脂層の末端を、前記コネクタの光ファイバ保持構造部内に配置するとともに、該樹脂層と光ファイバ保持構造部の内面との間に金属薄肉部材を介在させ、該金属薄肉部材に光ファイバ保持構造部の内面の縮径による凸部を押接させることで、光ファイバが拘持されてなることを特徴とする、光ファイバ端部へのコネクタ取付け構造。
【請求項１４】
前記金属薄肉部材が金属箔若しくは金属テープ、又は、金属円筒管である、請求項１３記載のコネクタ取付け構造。
【請求項１５】
樹脂被覆光ファイバが、石英コア、石英コアの外周を覆う石英からなる第１クラッド、第１クラッドの外周を覆う空気層からなる第２クラッド、及び第２クラッドの外周を覆う石英からなるサポートを有し、該サポートを樹脂層で被覆した光ファイバであって、その端部にサポート露出部を形成したものである、請求項８〜１３のいずれか１項記載のコネクタ取付け構造。
【請求項１６】
樹脂被覆光ファイバが、石英コア、石英コアの外周を覆う石英からなる第１クラッド、第１クラッドの外周を覆う石英からなる第２クラッド、及び第２クラッドの外周を覆う石英からなるサポートを有し、該サポートを樹脂層で被覆した光ファイバであって、その端部にサポート露出部を形成したものである、請求項８〜１３のいずれか１項記載のコネクタ取付け構造。
【請求項１７】
前記光ファイバ保持手段が金属製スリーブである、請求項１〜１６のいずれか１項記載のコネクタ取付け構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ファイバの端部でのコネクタ取付け構造に関し、詳しくは、高ＮＡ（Numerical Aperture）光の伝搬及び放射に伴う光ファイバの端部での発熱による劣化を抑制することができる光ファイバ端部へのコネクタの取付け構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光ファイバは、通信、計測をはじめとして種々の用途に用いられており、例えば、光ファイバをレーザ媒質として利用するファイバレーザ装置がある（特許文献１）。ファイバレーザ装置は、一般に希土類元素を添加した光ファイバを用い、光ファイバの一方の端部から励起光を入射させ、光ファイバ内での光増幅作用とファイバ端部に形成された共振器の作用でレーザ発振を起こし、光ファイバの他方の端部から出射させるものであり、高品質で高パワーのレーザ光を出射することができることから、例えば、切断、溶接などの加工手段として用いられている。
【０００３】
ファイバレーザ装置等に使用される光ファイバとしては、クラッド、さらにはコアへの外部からの圧力に対する保護等のために、一般に、コア及びクラッドからなる裸光ファイバの外周を樹脂層で被覆した樹脂被覆光ファイバが使用される。
【０００４】
また、光ファイバをファイバレーザ装置等の種々の装置や機器に組み込む場合、光ファイバ同士の接続や他の部品との接続を手作業または簡易的な工具を用いた作業で容易に行なえるように、通常、光ファイバの端部にコネクタが取付けられる。
【０００５】
例えば、ＹＡＧレーザ等により高出力のレーザ光を用いて金属を溶接や切断する等、被加工物に対し各種の加工を行うようにしたレーザ加工装置における光ファイバにおいては、高出力レーザ光を入射した際の端面の損傷を防ぐ等の観点から、光ファイバの端部に対して、入射端または出射端を含む光ファイバ先端部を挿通させる光ファイバ挿通孔を有する金属スリーブを備えたコネクタを取付けることがある。図１３はかかる金属製スリーブを具備するコネクタの金属スリーブ内での光ファイバの保持構造を示した断面図である。ここで、コアは石英、クラッドは樹脂であり、樹脂クラッドに、直接レーザ光が当たると、炭化、発熱を生じやすくなるため、先端部のクラッド１Ｂと樹脂層（被覆層、保護層）２は除去されており、コア露出部１１とそれに続く樹脂層２を有する樹脂被覆部１２をスリーブ２０の光ファイバ挿通孔２２に挿入させて、光ファイバ挿通孔２２内の蛇腹状の内面２１を樹脂層２に圧接させることで（すなわち、蛇腹状の内面２１の凸部が樹脂層２に食い込むことで）、光ファイバ１０の端部を保持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−７９１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような従来の構造に於いても、ファイバレーザ装置等において、高ＮＡ光を伝搬させると、クラッド及び樹脂層が始まる部分（すなわち、クラッド及び樹脂層の剥き際）で発熱が起こり、光ファイバが劣化してしまうという問題を生じることが分かった。また、石英コア及び石英クラッドからなる裸光ファイバは、外傷保護等の目的から、樹脂層で被覆することがあり、このような光ファイバでは、通常、被覆樹脂に、直接レーザ光が当たると、炭化、発熱を生じやすくなるため、光ファイバ端部の樹脂層を除去して（クラッド露出部を形成して）使用されるが、高ＮＡ光が入射された場合等に、光ファイバ端部で発熱することがあり、この発熱も、被覆樹脂層が始まる部分（すなわち、樹脂層の剥き際）にて、生じていることがわかった。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高ＮＡ光の伝搬に伴う、光ファイバ端部で生じる発熱を効率よくかつ速やかに放熱して、光ファイバの劣化を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、上記の課題を解決するために、光ファイバ端部で起こる発熱による劣化の原因について調査したところ、図１４に示されるように、光ファイバの端面１３から入射された高ＮＡ成分の光３は、クラッド１Ｂが除去されたコア１Ａのみの領域１１を伝搬していくが、クラッド１Ｂが現れた部分で、クラッド１Ｂへの放射モードになり、この放射モードのエネルギーがクラッド１Ｂ及び樹脂層２に吸収されることによって発熱が生じていることがわかった。また、光ファイバの出射端においても、光ファイバ端面から出射された光が外部から反射光として戻ってきた際にも高ＮＡ成分が含まれることが多いので、これらの光が入射される光ファイバの出射端側のコネクタ付近で生じていた発熱も同じ原因であることがわかった。また、石英コア及び石英クラッドからなる裸光ファイバを樹脂層で被覆した樹脂被覆石英光ファイバの端部の発熱は、コアに閉じ込められない大きなＮＡを持つ光が石英クラッドをコアとして伝搬し、被覆部分が現れたところ（クラッド露出部に隣接する樹脂層の端部）で樹脂層への放射モードとなり、この放射モードのエネルギーが樹脂層に吸収されることによって生じていることがわかった。
【００１０】
そこで、コア露出部を伝搬して放射モードとして吸収される光が引き起こすクラッド及び樹脂層の剥き際での発熱を放熱させる、また、石英光ファイバ（石英コア及び石英クラッド）での石英クラッドを伝搬して放射モードとして吸収される光が引き起こす樹脂層の剥き際での発熱を放熱させるという観点から、研究を進めた結果、コネクタおよびその取付け構造を工夫することで、かかる放熱を極めて効率よく成し得ることが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は以下の通りである。
（１）コア及びクラッドからなる裸光ファイバを樹脂層で被覆した樹脂被覆光ファイバにおける、先端から樹脂層及びクラッドを除去してコア露出部を形成するか、或いは、先端から樹脂層を除去してクラッド露出部を形成した光ファイバ端部へのコネクタの取付け構造であって、
コネクタが、内面を蛇腹状に形成した光ファイバ保持構造部を含む光ファイバ挿通孔が形成された光ファイバ保持手段を有し、
前記光ファイバ端部のコア露出部、或いは、クラッド露出部に隣接する樹脂層の末端を、前記コネクタの光ファイバ保持構造部内に配置して、該樹脂層に光ファイバ保持構造部の蛇腹状の内面の凸部を食い込ませて、光ファイバを保持する構成としたことを特徴とする、光ファイバ端部へのコネクタ取付け構造。
（２）前記光ファイバ保持構造部の蛇腹状の内面と光ファイバの樹脂層との間の隙間に金属材料または熱伝導性樹脂をさらに充填してなる、上記（１）記載のコネクタ取付け構造。
（３）前記金属材料が、前記樹脂層を包囲する金属箔、金属テープ若しくは金属円筒管、又は、低融点金属である、上記（２）記載のコネクタ取付け構造。
（４）コア及びクラッドからなる裸光ファイバを樹脂層で被覆した樹脂被覆光ファイバにおける、先端から樹脂層及びクラッドを除去してコア露出部を形成するか、或いは、先端から樹脂層を除去してクラッド露出部を形成した光ファイバ端部へのコネクタの取付け構造であって、
コネクタが、内径を縮径させた光ファイバ保持構造部を含む光ファイバ挿通孔が形成された光ファイバ保持手段を有し、
前記光ファイバ端部のコア露出部、或いは、クラッド露出部に隣接する樹脂層の末端を、前記コネクタの光ファイバ保持構造部内に配置して、該樹脂層に光ファイバ保持構造部内面の縮径による凸部を押接して、光ファイバを保持する構成としたことを特徴とする、光ファイバ端部へのコネクタ取付け構造。
（５）コア及びクラッドからなる裸光ファイバを樹脂層で被覆した樹脂被覆光ファイバにおける、先端から樹脂層及びクラッドを除去してコア露出部を形成するか、或いは、先端から樹脂層を除去してクラッド露出部を形成した光ファイバ端部へのコネクタの取付け構造であって、
コネクタが、内径を縮径させた光ファイバ保持構造部を含む光ファイバ挿通孔が形成された光ファイバ保持手段を有し、
前記光ファイバ端部のコア露出部、或いは、クラッド露出部に隣接する樹脂層の末端を、前記コネクタの光ファイバ保持構造部内に配置するとともに、該樹脂層と光ファイバ保持構造部の内面との間に金属薄肉部材を介在させ、該金属薄肉部材に光ファイバ保持構造部の内面の縮径による凸部を押接させることで、光ファイバが拘持されてなることを特徴とする、光ファイバ端部へのコネクタ取付け構造。
（６）前記金属薄肉部材が金属箔若しくは金属テープ、又は、金属円筒管である、上記（５）記載のコネクタ取付け構造。
（７）樹脂被覆光ファイバが、石英コア及び石英クラッドからなる裸光ファイバを樹脂層で被覆した光ファイバであって、その端部にクラッド露出部を形成したものである、上記（１）〜（６）のいずれかに記載のコネクタ取付け構造。
（８）樹脂被覆光ファイバが、石英コアと、石英コアの外周を覆う第１石英クラッドと、該第１石英クラッドの外周を覆う、該第１石英クラッドの屈折率よりもその屈折率が低い第２石英クラッドとからなる裸光ファイバを樹脂層で被覆した光ファイバであって、その端部に第２石英クラッドが露出したクラッド露出部を形成したものである、上記（１）〜（６）のいずれかに記載のコネクタ取付け構造。
（９）コアと、コアの外周を覆うクラッドと、クラッドの外周を覆うサポートとを有し、該サポートを樹脂層で被覆した樹脂被覆光ファイバにおける、先端から樹脂層を除去してサポート露出部を形成した光ファイバ端部へのコネクタの取付け構造であって、
コネクタが、内面を蛇腹状に形成した光ファイバ保持構造部を含む光ファイバ挿通孔が形成された光ファイバ保持手段を有し、
前記光ファイバ端部のサポート露出部に隣接する樹脂層の末端を、前記コネクタの光ファイバ保持構造部内に配置して、該樹脂層に光ファイバ保持構造部の蛇腹状の内面の凸部を食い込ませて、光ファイバを保持する構成としたことを特徴とする、光ファイバ端部へのコネクタ取付け構造。
（１０）前記光ファイバ保持構造部の蛇腹状の内面と光ファイバの樹脂層との間の隙間に金属材料または熱伝導性樹脂をさらに充填してなる、上記（９）記載のコネクタ取付け構造。
（１１）前記金属材料が、前記樹脂層を包囲する金属箔、金属テープ若しくは金属円筒管、又は、低融点金属である、上記（１０）記載のコネクタ取付け構造。
（１２）コアと、コアの外周を覆うクラッドと、クラッドの外周を覆うサポートとを有し、該サポートを樹脂層で被覆した樹脂被覆光ファイバにおける、先端から樹脂層を除去してサポート露出部を形成した光ファイバ端部へのコネクタの取付け構造であって、
コネクタが、内径を縮径させた光ファイバ保持構造部を含む光ファイバ挿通孔が形成された光ファイバ保持手段を有し、
前記光ファイバ端部のサポート露出部に隣接する樹脂層の末端を、前記コネクタの光ファイバ保持構造部内に配置して、該樹脂層に光ファイバ保持構造部内面の縮径による凸部を押接して、光ファイバを保持する構成としたことを特徴とする、光ファイバ端部へのコネクタ取付け構造。
（１３）コアと、コアの外周を覆うクラッドと、クラッドの外周を覆うサポートとを有し、該サポートを樹脂層で被覆した樹脂被覆光ファイバにおける、先端から樹脂層を除去してサポート露出部を形成した光ファイバ端部へのコネクタの取付け構造であって、
コネクタが、内径を縮径させた光ファイバ保持構造部を含む光ファイバ挿通孔が形成された光ファイバ保持手段を有し、
前記光ファイバ端部のサポート露出部に隣接する樹脂層の末端を、前記コネクタの光ファイバ保持構造部内に配置するとともに、該樹脂層と光ファイバ保持構造部の内面との間に金属薄肉部材を介在させ、該金属薄肉部材に光ファイバ保持構造部の内面の縮径による凸部を押接させることで、光ファイバが拘持されてなることを特徴とする、光ファイバ端部へのコネクタ取付け構造。
（１４）前記金属薄肉部材が金属箔若しくは金属テープ、又は、金属円筒管である、上記（１３）記載のコネクタ取付け構造。
（１５）樹脂被覆光ファイバが、石英コア、石英コアの外周を覆う石英からなる第１クラッド、第１クラッドの外周を覆う空気層からなる第２クラッド、及び第２クラッドの外周を覆う石英からなるサポートを有し、該サポートを樹脂層で被覆した光ファイバであって、その端部にサポート露出部を形成したものである、上記（８）〜（１３）のいずれかに記載のコネクタ取付け構造。
（１６）樹脂被覆光ファイバが、石英コア、石英コアの外周を覆う石英からなる第１クラッド、第１クラッドの外周を覆う石英からなる第２クラッド、及び第２クラッドの外周を覆う石英からなるサポートを有し、該サポートを樹脂層で被覆した光ファイバであって、その端部にサポート露出部を形成したものである、上記（８）〜（１３）のいずれかに記載のコネクタ取付け構造。
（１７）前記光ファイバ保持手段が金属製スリーブである、上記（１）〜（１６）のいずれかに記載のコネクタ取付け構造。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、樹脂被覆光ファイバのコア露出部を設けた端部における、放射モードとして吸収される光が引き起こすクラッド及び樹脂層での発熱を効率よく速やかに放熱でき、これらの層の劣化を抑制することができる。従って、長期信頼性に優れるコネクタ付樹脂被覆光ファイバを得ることができる。
【００１３】
また、樹脂被覆石英光ファイバのクラッド露出部を設けた端部における、石英クラッドを伝搬して放射モードとして吸収される光が引き起こす樹脂層での発熱を効率よく速やかに放熱でき、該樹脂層の劣化を抑制することができる。従って、長期信頼性に優れるコネクタ付樹脂被覆石英光ファイバを得ることができる。
【００１４】
また、樹脂被覆ダブルクラッド石英光ファイバのクラッド露出部を設けた端部における、第２クラッドを伝搬する高ＮＡ成分の光が引き起こす樹脂層での発熱を効率よく速やかに放熱でき、該樹脂層の劣化を抑制することができる。
【００１５】
さらに、本発明によれば、サポートを有する樹脂被覆ダブルクラッド光ファイバのサポート露出部を設けた端部における、サポートを伝搬する高ＮＡ成分の光が引き起こす樹脂層での発熱を効率よく速やかに放熱でき、該樹脂層の劣化を抑制することができる。従って、長期信頼性に優れる、コネクタ付の、サポートを有する樹脂被覆ダブルクラッド光ファイバを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は本発明における第１態様のコネクタを取付けた光ファイバ端部の模式断面図である。
【図２】図２は図１中のコネクタ内部の要部を拡大して示した図である。
【図３】図３（Ａ）〜（Ｄ）はコネクタにおける光ファイバ保持構造部の蛇腹状の内面の開始形状と、光ファイバ端部へのコネクタの取付け位置の変更例を示す図である。
【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）は光ファイバ保持構造部の蛇腹状の内面が断面が台形状の凸部により形成されたコネクタを取付けた光ファイバ端部の模式断面図である。
【図５】図５は本発明における第２態様の光ファイバ用コネクタを取付けた光ファイバ端部の要部拡大断面図である。
【図６】図６は光ファイバ保持構造部の開始端の配置位置を図５のそれよりもコア露出部側に移動させた図である。
【図７】図７（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、コネクタの光ファイバ保持構造部の内面と光ファイバの被覆樹脂層との間に金属材料（金属製薄肉部材）介在させた光ファイバ端部の要部拡大断面図である。
【図８】図８は本発明における第１態様の光ファイバ用コネクタをその端部に取付けた樹脂被覆石英光ファイバの当該端部の模式断面図である。
【図９】図９は本発明における第２態様の光ファイバ用コネクタをその端部に取付けた樹脂被覆石英光ファイバの当該端部の模式断面図である。
【図１０】図１０は樹脂被覆ダブルクラッド石英光ファイバの模式断面図（図１０（Ａ））と、当該光ファイバの端部に本発明における第１態様のコネクタを取付けた状態の要部の模式断面図（図１０（Ｂ））である。
【図１１】図１１はダブルクラッド（外側層がブリッジ部を有する空気クラッド）の外周を覆うサポートを有し、該サポートを樹脂層で被覆した樹脂被覆ダブルクラッド光ファイバの模式断面図（図１１（Ａ））と、当該光ファイバの端部に本発明における第１態様のコネクタを取付けた状態の要部の模式断面図（図１１（Ｂ））である。
【図１２】図１２はダブルクラッド（外側層が石英クラッド）の外周を覆うサポートを有し、該サポートを樹脂層で被覆した樹脂被覆ダブルクラッド光ファイバの模式断面図（図１２（Ａ））と、当該光ファイバの端部に本発明における第１態様の光ファイバ用コネクタを取付けた状態の要部の模式断面図（図１２（Ｂ））である。
【図１３】図１３は従来の光ファイバの端部へのコネクタの取付け構造を示す模式断面図である。
【図１４】図１４は従来の光ファイバの端部で起こる問題点の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明をその好適な実施形態に即して説明する。
本発明で使用する、光ファイバの端部へ取付けるコネクタは、光ファイバ挿通孔に内面が蛇腹状の光ファイバ保持構造部を形成した光ファイバ保持手段を具備する第１態様のコネクタと、光ファイバ挿通孔に内径を縮径させた光ファイバ保持構造部を形成した光ファイバ保持手段を具備する第２態様のコネクタがある。
【００１８】
図１は本発明の第１態様のコネクタを取付けた光ファイバ端部の模式断面図であり、図２は図１中のコネクタ内部の要部拡大図である。これらの図において、図１３、１４と同一符号は同一または相当する部分を示す。
【００１９】
本発明の第１態様のコネクタは、当該一例のコネクタ３５に示されるように、内面３１が蛇腹状の光ファイバ保持構造部３２を含む光ファイバ挿通孔３３を形成した光ファイバ保持手段（金属製スリーブ）３４を具備し、かかる光ファイバ保持手段にて、樹脂被覆光ファイバ１０のコア露出部１１を含む光ファイバ端部を保持することで、光ファイバに取付けられている。すなわち、図２に示されるように、光ファイバの先端部の樹脂層２及びクラッド１Ｂが除去されたコア露出部１１に隣接する樹脂層２の末端２Ａが、光ファイバ保持手段（金属製スリーブ）の光ファイバ挿通孔３３における内面３１が蛇腹状の光ファイバ保持構造部３２内に配置されるように位置合わせされ、この状態で、樹脂層２に光ファイバ保持構造部３２の蛇腹状の内面３１の凸部３１Ａを食い込ませることで、光ファイバ１０が保持されている。
【００２０】
本例のコネクタ３５は、枠体（筐体）３６に光ファイバ保持手段としての金属スリーブ３４を内嵌して構成されており、金属スリーブに形成された光ファイバ挿通孔３３に樹脂被覆光ファイバ１０の端部を挿通し、先端のコア露出部１１を貫孔部３０内に配置し、コア露出部１１に続く樹脂被覆部（樹脂層２）を光ファイバ保持構造部３２内に位置させて、金属製スリーブ３４をカシメることによって、蛇腹状の内面３１の凸部３１Ａを樹脂層２に食い込ませている。なお、図１中の符号３７は金属スリーブ３４に外嵌させたキャップナットであり、本コネクタを挿入するレセプタクル（図示せず）に嵌合して、コネクタを固定させるために使用される。
【００２１】
本発明の第１態様のコネクタ３５では、上記のように、光ファイバの先端のコア露出部１１に続く樹脂層２の末端２Ａを、光ファイバ保持手段（金属製スリーブ）３４の光ファイバ挿通孔３３に形成された内面３１が蛇腹状の光ファイバ保持構造部３２内に配置させて、樹脂層２に蛇腹状の内面３１の複数の凸部３１Ａを食い込ませているので（図２参照）、コア露出部１１を伝搬してきた高ＮＡ成分の光が樹脂層２の下のクラッド層１Ｂで放射モードになり（図１３、１４参照）、クラッド層１Ｂ及び樹脂層２に発熱が生じても、その熱は樹脂層２に食い込んだ凸部３１Ａを有する光ファイバ保持手段（金属スリーブ）３４によって効率よく、かつ、速やかに放熱される。よって、クラッド層１Ｂ及び樹脂層２の熱劣化が抑制され、長期信頼性に優れるコネクタ付き光ファイバを実現することができる。
【００２２】
かかる本発明の第１態様のコネクタにおいて、光ファイバ保持構造部３２における蛇腹状の内面３１の凸部３１Ａの樹脂層２への食い込み深さ（図２中の符号ｄ）は、樹脂層２の厚さをｔとしたとき、１μｍ＜ｄ＜ｔ、の関係にあることが好ましく、かかる食い込み深さｄが１μｍ以下では、高い放熱効果が得られにくく、かかる食い込み深さｄが樹脂層２の厚さｔと同じになると、裸光ファイバを損傷させてしまう。なお、樹脂被覆光ファイバ１０における樹脂層２の厚みは樹脂の種類、裸光ファイバの構成材料や光ファイバの機能（目的）等に応じて適宜設定されるが、一般的には３０〜１００μｍの範囲内で設定される。
【００２３】
光ファイバ保持構造部３２の蛇腹状の内面３１における複数の凸部３１Ａは周期的に形成されていても非周期的に形成されていてもよいが、光ファイバの樹脂層の保持性及び放熱性をともに満足するためには、各隣接する凸部間の間隔が０．１〜５．０ｍｍの範囲内にあるのが好ましく、かかる範囲内から選ばれる一定の間隔で凸部が周期的に形成されているのがより好ましい。
【００２４】
また、複数の凸部３１Ａは断続して形成されていてもよいが、放熱性の観点から、図１に示されるように、光ファイバ保持構造部３２全体に連続的に形成されているのが好ましい。
【００２５】
また、複数の凸部３１Ａの断面形状（光ファイバ挿通孔３３の軸線を含む平面を断面としたときの断面形状）は各凸部の形状が同一でも異なっていてもよく、三角状、鋸歯状、台形状、半円状等の種々の形状を採用できるが、放熱性、樹脂層の保持性及び形成のしやすさから、各凸部が同一形状であるのが好ましく、一般的には、同一形状かつ同じ高さの三角状、台形状、鋸歯状等が好ましい。
【００２６】
図３（Ａ）〜（Ｄ）に示されるように、光ファイバ１０の樹脂層２の末端２Ａが、光ファイバ保持構造部３２内に配置されていれば、光ファイバ保持構造部３２の蛇腹状の内面３１の開始形状（すなわち、コア露出部１１に最も近接する凸部３１Ａの形状）や、光ファイバ１０の樹脂層２の末端２Ａと光ファイバ保持構造部３２の開始端３２Ａとの光ファイバ挿通孔３３の軸線方向における相対的な位置は適宜変更することができる。また、図４（Ａ）、（Ｂ）は、共に、光ファイバ保持手段（金属スリーブ）３４の光ファイバ挿通孔３３における光ファイバ保持構造部３２の蛇腹状の内面３１の複数の凸部３１Ａをその断面が略同じ大きさの台形状に形成した例であるが、図４（Ａ）は、光ファイバの樹脂層２の末端２Ａと光ファイバ保持構造部３２の開始端３２Ａの光ファイバ挿通孔３３の軸線方向における位置を略同じ位置にし、図４（Ｂ）では、光ファイバ保持構造部３２の開始端３２Ａを光ファイバの樹脂層２の末端２Ａよりもコア露出部１１側に位置させている。なお、蛇腹状の内面３１の複数の凸部３１Ａをこのような断面が台形状の凸部とする場合、図４（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、凸部３１Ａと樹脂層２とが歯合状態に圧接していれば、凸部が樹脂層２に裂目を形成して侵入した状態でなくてもよい。なお、かかる歯合状態も、本発明では「凸部の食い込み」と呼ぶこととする。
【００２７】
上述の具体例に示すとおり、本発明の第１態様のコネクタを使用した光ファイバ端部へのコネクタ取付け構造において、「光ファイバの樹脂層の末端が、光ファイバ保持構造部内に配置される」とは、光ファイバ挿通孔３３の軸線方向において、光ファイバ保持構造部３２の開始端３２Ａと光ファイバの樹脂層の末端２Ａとが同じ位置に配置されるか、或いは、光ファイバ保持構造部３２の開始端３２Ａが光ファイバの樹脂層の末端２Ａそれよりもコア露出部１１側に配置されていることを意味する。なお、光ファイバ保持構造部３２の開始端３２Ａが、極端にコア露出部１１側に位置すると、相対的に光ファイバを保持する能力が失われる傾向となるため、光ファイバ保持構造部３２の開始端３２Ａと光ファイバの樹脂層２の末端２Ａが同じ位置でない場合、それらの離間距離は、光ファイバ保持構造３２の全長にも依るが、好ましくは１０ｍｍ以内であり、より好ましく２ｍｍ以内である。
【００２８】
なお、コネクタにおける光ファイバ保持手段３４に形成される光ファイバ挿通孔３３（図１参照）の全長（光ファイバの軸線方向の長さ）は、保持する光ファイバ１０の材質、用途、太さ等によっても異なり、特に限定はされないが、一般的には２０〜１００ｍｍ程度であり、光ファイバ保持構造部３２の長さ（光ファイバの軸線方向の長さ）は、光ファイバ１０の樹脂層２を安定に保持するために、通常、５〜５０ｍｍ程度に設定される。
【００２９】
また、光ファイバ保持構造部３２の蛇腹状の内面３１の凸部３１Ａが周期的に形成されている場合、図２及び図３（Ａ）〜（Ｄ）に示されるように、光ファイバの樹脂層２の末端２Ａと光ファイバ保持構造部３２の開始端３２Ａは、それらの離間距離が蛇腹状の内面３１の凸部３１Ａの１周期（隣接する凸部間の離間距離）以内となる位置関係とするのが好ましく、そうすることで、より有効な放熱性が確保される。
【００３０】
図５は本発明の第２態様のコネクタを取付けた光ファイバ端部を模式的に示した要部拡大断面図であり、図２に対応する図である。当該図５において、図１、２と同一符号は同一または相当する部分を示している。すなわち、本発明の第２態様のコネクタ３５’は、金属スリーブからなる光ファイバ保持手段３４’の光ファイバ挿通孔３３’に、貫孔部３０よりも内径を縮径させた光ファイバ保持構造部３２’を形成したものであり、該光ファイバ保持構造部３２’の内面、すなわち、内径の縮径により形成された単一の凸部３１Ｂを光ファイバの樹脂層２に押接させて、光ファイバ１０を保持する構成としたものである。
【００３１】
なお、かかる図５の例では、光ファイバ保持構造部３２’の開始端３２Ａ’と光ファイバの樹脂層２の末端２Ａとが光ファイバ挿通孔３３’の軸線方向における同じ位置に配置されているが、当該第２態様のコネクタにおいても、図６のように、光ファイバ保持構造部３２’の開始端３２Ａ’を光ファイバの樹脂層の末端２Ａそれよりもコア露出部１１側に位置させてもよい。
【００３２】
すなわち、本発明の第２態様のコネクタを使用した光ファイバ端部へのコネクタ取付け構造においても、第１態様のコネクタを使用する場合と同様に「光ファイバの樹脂層２の末端２Ａがコネクタの光ファイバ保持構造部３２’内に配置される」ように、光ファイバとコネクタが位置決めされる。
【００３３】
本発明のコネクタの取付け構造において、光ファイバ挿通孔３３に内面３１が蛇腹状の光ファイバ保持構造部３２を形成した第１態様のコネクタ（図２〜図４）は、凸部が樹脂層に食い込むことで、樹脂層との界面の面積が広くなることから、放熱性の点で特に有利である。一方、光ファイバ挿通孔３３’に内径の縮径による単一の凸部３１Ｂを形成した第２態様のコネクタ（図５、６）は、光ファイバの被覆樹脂（樹脂層２）が比較的硬質な樹脂からなり、樹脂層に第１態様のコネクタの蛇腹状の内面の凸部を食い込ませることが困難な場合でも、使用できる点で有利である。すなわち、光ファイバの被覆樹脂（樹脂層２）が比較的硬質な樹脂であっても、樹脂層２にその単一の凸部３１Ｂを押接させることで該単一の凸部３１Ｂが樹脂層２に面接触することから、放熱性を高めることができる。
【００３４】
第１態様のコネクタを使用した上述の例（図２〜４）では、光ファイバ保持構造部（スリーブ）３２の蛇腹状の内面３１と被覆樹脂層２との間に隙間（図３（Ａ）中の符号Ｓ）が存在するが、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、当該隙間に金属材料４を充填してもよく、こうすることで、放熱効果及びコネクタの保持能力がさらに向上する。金属材料４としては、例えば、アルミ、銅、金、インジウム等からなる薄い金属箔やテープ、或いは、光ファイバの外面に沿うアルミニウムや銅製の円筒部材等の金属製薄肉部材が挙げられ、かかる金属製薄肉部材を光ファイバ保持構造部（スリーブ）３２の蛇腹状の内面３１と光ファイバの被覆樹脂層２との間に介在させて、光ファイバ保持構造部３２をカシメることにより、図７（Ａ）、（Ｂ）に示す構造を形成することができる。また、金属材料４には、ＩｎＧａ合金、Ｇａ等の低融点金属を使用してもよく、この場合、樹脂層２に光ファイバ保持構造部（スリーブ）３２の蛇腹状の内面３１の凸部３１Ａを食い込ませた後、蛇腹状の内面３１と被覆樹脂層２との間の隙間にそれを充填することで、図７（Ａ）、（Ｂ）に示す構造を形成することができる。なお、ＩｎＧａ合金、Ｇａ等の低融点金属の代わりに、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂に銀、金、アルミニウム、銅等の金属粒子を分散させた熱伝導性樹脂を使用してもよい。なお、図７（Ｂ）のように、金属材料４を被覆樹脂層２だけでなく、コア露出部１１の端部も包囲するように設けることで、放熱効果がより向上する。また、金属材料４が金属製薄肉部材である場合、その厚み（スリーブのカシメを行う前の厚み）は、蛇腹状の内面３１の凸部３１Ａが食い込んだ際に発生する樹脂層と蛇腹状の内面の谷部との間に発生する空間を埋めるのに必要な厚さであるが、凸部が食い込んだ領域の樹脂は、この空間部分に寄せられるので、上記金属製箔肉部材の必要な厚さは、食い込み量に対して、適宜求めることになる。
【００３５】
なお、第２態様によるコネクタを光ファイバ端部に取付ける際に、前述の金属製薄肉部材にて光ファイバの被覆樹脂層２の周囲を包囲しておくことで、図７（Ｃ）に示されるように、光ファイバ保持構造部３２’の内径の縮径により形成された単一の凸部３１Ｂが金属製薄肉部材４ａを押接することでコネクタが固定された、コネクタの取付け構造を形成することができる。こうすることで、より効率よく放熱がなされる。なお、金属製薄肉部材４ａの厚み（スリーブのカシメを行う前の厚み）は、特に限定はされないが、２０〜１００μｍ程度が好適である。
【００３６】
本発明のコネクタ取付け構造は、上述の樹脂被覆光ファイバのコア露出部を形成した光ファイバ端部で起こる発熱を放熱させるためだけでなく、樹脂被覆光ファイバのクラッド露出部を形成した光ファイバ端部で起こる発熱を放熱させる目的で使用することもできる。
【００３７】
図８は本発明の第１態様のコネクタを、樹脂被覆石英光ファイバのクラッド露出部を形成した光ファイバ端部に取付けた構造を模式的に示した断面図であり、図において、図１、２と同一符号は同一または相当する部分を示す。
【００３８】
樹脂被覆石英光ファイバ１０’の光ファイバ端部におけるクラッド露出部１５と隣接する樹脂層２の末端２Ａを、コネクタ３５の光ファイバ保持手段（金属スリーブ）３４の光ファイバ保持構造部３２内に配置し、樹脂層２に光ファイバ保持構造部３２の蛇腹状の内面３１の凸部３１Ａを食い込ませて、光ファイバを保持している。
【００３９】
すなわち、本発明の第１態様のコネクタを樹脂被覆石英光ファイバ１０’のクラッド露出部を形成した光ファイバ端部に取付ける場合も、光ファイバの樹脂層２の末端２Ａを、光ファイバ保持構造部３２内に配置させる（すなわち、光ファイバ挿通孔３３の軸線方向において、光ファイバ保持構造部３２の開始端３２Ａと光ファイバの樹脂層の末端２Ａとが同じ位置に配置させるか、或いは、光ファイバ保持構造部３２の開始端３２Ａが光ファイバの樹脂層の末端２Ａそれよりもクラッド露出部１５側に配置させる）ことで、コア１Ａに入りきらない大きなＮＡを持つ光３が入射された場合や、出射端で出力光の反射光が石英クラッドに結合した場合等において、大きなＮＡを持つ光が石英クラッド１Ｂを伝搬して、被覆部分（樹脂層２）が現れたところ（クラッド露出部１５に隣接する樹脂層２の端部（終端部））で吸収されて、樹脂層２に発熱が生じても、その熱は樹脂層２に食い込んだ凸部３１Ａを有する光ファイバ保持手段（金属スリーブ）３４によって効率よく、かつ、速やかに放熱される。よって、樹脂層２の熱劣化が抑制され、長期信頼性に優れるコネクタ付き光ファイバを実現することができる。
【００４０】
なお、本例のように、樹脂被覆石英光ファイバのクラッド露出部を形成した光ファイバ端部に本発明の第１態様のコネクタ３５を取付ける場合のコネクタの詳細は、基本的に、前述のコア露出部を形成した光ファイバの端部に第１態様のコネクタを取付ける場合のそれが踏襲される。また、本例のように、樹脂被覆石英光ファイバのクラッド露出部を形成した光ファイバ端部に本発明の第１態様のコネクタ３５を取付ける場合も、光ファイバ保持構造部（スリーブ）３２の蛇腹状の内面３１と被覆樹脂層２との間の隙間に金属材料や熱伝導性樹脂を充填することができ、それによって放熱効率を高めることができる。なお、金属材料や導電性樹脂の詳細は、基本的に、前述のコア露出部を形成した光ファイバの端部に第１態様のコネクタを取付ける場合のそれと同じである。
【００４１】
図９は本発明の第２態様のコネクタを樹脂被覆石英光ファイバのクラッド露出部を形成した光ファイバ端部に取付けた構造の模式断面図であり、図において、図１、２、５と同一符号は同一または相当する部分を示す。
【００４２】
図９に示されるように、本発明の第２態様のコネクタ３５’も、樹脂被覆石英光ファイバ１０’のクラッド露出部１５を形成した光ファイバ端部に取付けることができ、光ファイバの樹脂層２の末端２Ａを、光ファイバ保持構造部３２’内に配置させる（すなわち、光ファイバ挿通孔３３’の軸線方向において、光ファイバ保持構造部３２’の開始端３２Ａと光ファイバの樹脂層の末端２Ａとが同じ位置に配置させる、或いは、光ファイバ保持構造部３２’の開始端３２Ａが光ファイバの樹脂層２の末端２Ａよりもクラッド露出部１５側に配置させる）ことで、石英コア１Ａに入りきらない大きなＮＡを持つ光が石英クラッド１Ｂを伝搬して、被覆部分（樹脂層２）が現れたところ（クラッド露出部１５に隣接する樹脂層２の端部（終端部））で光が吸収されて、樹脂層２に発熱が生じても、その熱は樹脂層２に食い込んだ凸部３１Ｂを有する光ファイバ保持手段（金属スリーブ）３４’によって効率よく、かつ、速やかに放熱される。よって、樹脂層２の熱劣化が抑制され、長期信頼性に優れるコネクタ付き光ファイバを実現することができる。
【００４３】
また、コネクタの取付けに先立って、光ファイバ１０’の被覆樹脂層２の周囲を金属製薄肉部材で包囲しておくことで、光ファイバ保持構造部３２’の内径の縮径により形成された単一の凸部３１Ｂが金属製薄肉部材に圧接した状態で固定される、コネクタの取付け構造を形成することができる。なお、ここでの金属製薄肉部材の詳細も、前述のコア露出部を形成した光ファイバの端部に金属製薄肉部材を介して第１態様のコネクタを取付ける場合のそれが踏襲される。
【００４４】
本発明における樹脂被覆光ファイバ（クラッドが単層）の種類としては、コアがゲルマニウムをドープした石英からなり、クラッドがノンドープの石英からなる裸光ファイバに樹脂被覆を施した樹脂被覆石英光ファイバ、コアがエルビウム（Ｅｒ）などの希土類元素がドープされた石英からなり、クラッドがノンドープの石英からなる裸光ファイバに樹脂被覆を施した樹脂被覆石英光ファイバ、コアがノンドープの石英からなり、クラッドが例えばアクリル系等の樹脂からなる裸光ファイバ（ポリマークラッドファイバ素線）に樹脂被覆を施したポリマークラッド樹脂被覆光ファイバ（ポリマークラッドファイバ心線）を挙げることができる。
【００４５】
また、本発明の樹脂被覆光ファイバ（クラッドが単層）における樹脂層２は、光ファイバの用途機能、裸光ファイバの材料等に応じて、適宜決定され、例えば、ファイバレーザ装置用途でコアが石英系の裸光ファイバである場合、機械的強度の確保という観点からは、樹脂層２には、アクリル系樹脂（例えば、ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂等）、フッ素樹脂（例えば、四フッ化エチレン樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等）等が使用される。また、例えば、エネルギー伝送用途でコア及びクラッドが石英系の裸光ファイバである場合、樹脂層として、アクリル系樹脂（例えば、ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂等）、フッ素樹脂（例えば、四フッ化エチレン樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等）等が使用される。
【００４６】
なお、図８及び９の例では、樹脂被覆石英光ファイバ１０’の樹脂層２が第１層２ａと第２層２ｂを含む積層構成になっているが、好ましい積層の態様としては、（１）第１層２ａ：シリコーン樹脂（厚み５０〜１５０μｍ程度）／第２層２ｂ：ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂（厚み５０〜１５０μｍ程度）、（２）第１層２ａ：ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂（厚み３０〜５０μｍ程度）／第２層２ｂ：ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂（厚み５０〜１００μｍ程度）等が挙げられる。（１）の態様は、外部から石英光ファイバに加えられる機械的衝撃を緩和し、光ファイバを守る観点で好ましい。また、（２）の態様は光ファイバの製造効率、端末加工性等に優れる点で好ましい。
【００４７】
図１０は本発明の第１態様のコネクタを樹脂被覆ダブルクラッド石英光ファイバの端部に取付けた構造の要部の模式断面図であり、図において、図１、２と同一符号は同一または相当する部分を示す。
【００４８】
樹脂被覆ダブルクラッド石英光ファイバ５０は、例えば、コア５１をイッテリビウム（Ｙｂ）等の希土類元素をドープした石英で形成し、第１クラッド５２を石英で形成し、第２クラッド５３をボロン（Ｂ）やフッ素元素（Ｆ）をドープした石英で形成して、第２クラッド５３の屈折率を第１クラッド５２よりも低くする構成とすることにより、第１クラッド５２に希土類元素の励起光（例えば、Ｙｂの励起光（波長９１５ｎｍ））を入射させると、コア５１内の希土類元素（例えばＹｂ）がこれを吸収して励起状態になり、ファイバ両端に光共振器が構成されることでレーザ発振を生じる。なお、かかる樹脂被覆ダブルクラッド石英光ファイバ５０は励起光がコアに吸収されやすいようにするために、横断面が正六角形の第１クラッド５２を使用している。
【００４９】
この種の光ファイバでは、一般に励起用光源には、複数の半導体レーザが用いられ、これらはコンパイナーにより合波されて、ポンプガイドに結合されるため、入射光にはポンプガイドのＮＡを超える成分が含まれる可能性がある。従って、ポンプガイド（第１クラッド５２）に閉じ込められない大きなＮＡを持つ光（高ＮＡ光）は、第２クラッド５３をコアとして伝搬し、被覆部分が現れたところ（第２クラッド５３の露出部５４に隣接する樹脂層２の端部２Ａ）で樹脂層２への放射モードとなり、この放射モードのエネルギーが樹脂層２に吸収されることで発熱が生じることとなる。しかし、図１０に示すように、本発明の第１態様のコネクタを光ファイバ５０の端部に取り付け、光ファイバの樹脂層２の末端２Ａを、コネクタの光ファイバ保持手段（金属スリーブ）３４の光ファイバ保持構造部３２内に配置させる（すなわち、光ファイバ挿通孔３３の軸線方向において、光ファイバ保持構造部３２の開始端３２Ａと光ファイバの樹脂層の末端２Ａとが同じ位置に配置させるか、或いは、光ファイバ保持構造部３２の開始端３２Ａが光ファイバの樹脂層の末端２Ａそれよりも第２クラッド５３露出部５４側に配置させる）ことで、樹脂層２に発熱が生じても、その熱は樹脂層２に食い込んだ凸部３１Ａを有する光ファイバ保持手段（金属スリーブ）３４によって効率よく、かつ、速やかに放熱される。従って、樹脂層２の熱劣化が抑制され、長期信頼性に優れるコネクタ付き光ファイバを実現することができる。
【００５０】
なお、本例のように、樹脂被覆ダブルクラッド石英光ファイバ５０における第２クラッド５３の露出部５４を形成した光ファイバ端部に本発明の第１態様のコネクタを取付ける場合のコネクタの詳細は、基本的に、前述のコア露出部を形成した光ファイバの端部に第１態様のコネクタを取付ける場合のそれが踏襲される。また、本例のように、樹脂被覆ダブルクラッド石英光ファイバ５０における第２クラッド５３の露出部５４を形成した光ファイバ端部に本発明の第１態様のコネクタ３４を取付ける場合も、光ファイバ保持構造部（スリーブ）３２の蛇腹状の内面３１と被覆樹脂層２との間の隙間に金属材料や熱伝導性樹脂を充填することができ、それによって放熱効率を高めることができる。なお、金属材料や熱導電性樹脂の詳細は、基本的に、前述のコア露出部を形成した光ファイバの端部に第１態様のコネクタを取付ける場合のそれと同じである。
【００５１】
また、図１０に示す樹脂被覆ダブルクラッド石英光ファイバ５０における第２クラッド５３の露出部５４を形成した光ファイバ端部には、本発明の第２態様のコネクタ（図５、６、９参照）を取付けることができる。すなわち、光ファイバの樹脂層２の末端２Ａを、第２態様のコネクタの光ファイバ保持構造部３２’内に配置させる（すなわち、光ファイバ挿通孔の軸線方向において、光ファイバ保持構造部の開始端と光ファイバの樹脂層の末端とが同じ位置に配置させる、或いは、光ファイバ保持構造部の開始端が光ファイバの樹脂層の末端よりもクラッド露出部側に配置させる）ことで、ポンプガイド（第１クラッド５２）に閉じ込められない大きなＮＡを持つ光（高ＮＡ光）に起因する発熱が樹脂層２に生じても、その発熱は速やかに放熱されて、樹脂層２の熱劣化が抑制され、長期信頼性に優れるコネクタ付き光ファイバを実現することができる。なお、コネクタの取付けに先立って、光ファイバ５０の被覆樹脂層２の周囲を金属製薄肉部材で包囲しておくことができる。
【００５２】
図１０に示す樹脂被覆ダブルクラッド石英光ファイバ５０は樹脂層２が第１層２ａと第２層２ｂを含む積層構成になっているが、好ましい積層の態様としては、例えば、第１層２ａ：シリコーン樹脂（厚み５０〜１５０μｍ）／第２層２ｂ：エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）（厚み１００〜２００μｍ）が挙げられる。
【００５３】
本発明のコネクタ取付け構造は、以上説明したサポートを有していない樹脂被覆光ファイバにおけるコア露出部やクラッド露出部を形成した光ファイバの端部で起こる発熱の放熱に使用されるだけでなく、以下に示すように、ダブルクラッドの外周をサポートが被覆し、サポートの外周を樹脂層で被覆した樹脂被覆ダブルクラッド光ファイバにおけるサポート露出部を形成した光ファイバの端部で起こる発熱の放熱にも適用できる。
【００５４】
図１１はダブルクラッド（外側層がブリッジを有する空気クラッド）の外周を覆うサポートを有し、該サポートを樹脂層で被覆した樹脂被覆ダブルクラッド光ファイバを示す模式断面図（図１１（Ａ））と、当該光ファイバの端部に本発明の第１態様の光ファイバ用コネクタを取付けた状態を示す模式断面図（図１１（Ｂ））であり、図において、図１、２と同一符号は同一または相当する部分を示している。
【００５５】
ここで、サポートを有する樹脂被覆ダブルクラッド光ファイバ１０１は、第１クラッド６２とサポート６４の間に介在する空気層からなる第２クラッド６３内に、一端が第１クラッド６２の外面を支持し、他端がサポート６４の内面を支持する複数のブリッジ６６が放射状に配置されている。複数のブリッジ６６はコアが内在する第１クラッドを支持し、かつ、第１クラッドの入射ＮＡを大きくするために設けられている。複数のブリッジ６６は例えば石英でできており、ブリッジのサイズは幅（厚み）が０．３〜０．５μｍ程度、長さ（高さ）が１０〜３０μｍ程度である。
【００５６】
図１１（Ｂ）に示されるように、光ファイバ１０１の端部におけるサポート露出部６５と隣接する樹脂層２の末端２Ａが、コネクタ３５の光ファイバ保持手段（金属スリーブ）３４の光ファイバ保持構造部３２内に配置されており（すなわち、光ファイバ保持構造部３２の開始端３２Ａが光ファイバの樹脂層２の末端２Ａよりもサポート露出部６５側に配置されており）、樹脂層２に光ファイバ保持構造部３２の蛇腹状の内面３１の凸部３１Ａを食い込ませて、光ファイバ１０１が保持されている。なお、光ファイバ保持構造部３２の開始端３２Ａと光ファイバの樹脂層２の末端２Ａとが光ファイバ挿通孔３３の軸線方向において同じ位置に配置されるように、コネクタ３５と光ファイバ１０１の樹脂層２の末端２Ａとの位置決めを行ってもよい。
【００５７】
樹脂被覆ダブルクラッド光ファイバ１０１の動作は、例えば、コア６１をイッテリビウム（Ｙｂ）等の希土類元素をドープした石英で形成し、第１クラッド６２及びサポート６４を石英で形成することで、第１クラッド６２が所謂ポンプガイドとなって、該第１クラッド６２に希土類元素の励起光（例えば、Ｙｂ元素の波長９１５ｎｍ）を入射させると、コア６１内の希土類元素（例えば、Ｙｂ元素）がこれを吸収して励起状態になり、ファイバ両端に光共振器が構成されることでレーザ発振を生じる。しかし、ポンプガイド（第１クラッド６２）に閉じ込められない大きなＮＡを持つ光（高ＮＡ光）が、第２クラッド（空気層）６３を超えてサポート６４をコアとして伝搬するため、サポート露出部６５に隣接する樹脂層２の端部で放射モードとなり、この放射モードのエネルギーが樹脂層２に吸収されることで発熱が生じるが、光ファイバ１０１の端部に取り付けた本発明の第１態様のコネクタにより、樹脂層２に発熱が生じても、その熱は樹脂層２に食い込んだ凸部３１Ａを有する光ファイバ保持手段（金属スリーブ）３４によって効率よく、かつ、速やかに放熱される。
【００５８】
図１２はダブルクラッドの外周を覆うサポートを有し、該サポートを樹脂層で被覆した樹脂被覆ダブルクラッド石英光ファイバを示す模式断面図（図１２（Ａ））と、当該光ファイバの端部に本発明の第１態様の光ファイバ用コネクタを取付けた状態を示す模式断面図（図１２（Ｂ））であり、図において、図１、２と同一符号は同一または相当する部分を示している。
【００５９】
サポートを有する樹脂被覆ダブルクラッド光ファイバ１０２は第２クラッド６３’が石英クラッドからなる。
【００６０】
図１２（Ｂ）に示されるように、光ファイバ１０２の端部におけるサポート露出部６５と隣接する樹脂層２の末端２Ａが、コネクタの光ファイバ保持手段（金属スリーブ）３４の光ファイバ保持構造部３２内に配置されており（すなわち、光ファイバ保持構造部３２の開始端３２Ａが光ファイバの樹脂層２の末端２Ａよりもサポート露出部６５側に配置されており）、樹脂層２に光ファイバ保持構造部３２の蛇腹状の内面３１の凸部３１Ａを食い込ませて、光ファイバ１０２が保持されている。なお、光ファイバ保持構造部３２の開始端３２Ａと光ファイバの樹脂層２の末端２Ａとが光ファイバ挿通孔３３の軸線方向において同じ位置に配置されるように、コネクタ３５と光ファイバ１０１の樹脂層２の末端２Ａとの位置決めを行ってもよい。
【００６１】
樹脂被覆ダブルクラッド光ファイバ１０２では、例えば、コア６１をイッテリビウム（Ｙｂ）等の希土類元素をドープした石英で形成し、第１クラッド６２及びサポート６４を石英で形成し、第２クラッド６３’をボロン（Ｂ）やフッ素元素（Ｆ）をドープした石英で形成して、第２クラッド６３’の屈折率を第１クラッド６２よりも低くする構成とすることにより、第１クラッド６２に希土類元素の励起光（例えば、Ｙｂの励起光（波長９１５ｎｍ））を入射させると、コア６１内の希土類元素（例えばＹｂ）がこれを吸収して励起状態になり、ファイバ両端に光共振器が構成されることでレーザ発振を生じる。しかし、一般に励起用光源には、複数の半導体レーザが用いられ、これらはコンパイナーにより合波されて、ポンプガイドに結合されるため、入射光にはポンプガイドのＮＡを超える成分が含まれる可能性がある。従って、ポンプガイド（第１クラッド６２）に閉じ込められない大きなＮＡを持つ光（高ＮＡ光）は、第２クラッド６３’を超えてサポート６４をコアとして伝搬し、被覆部分が現れたところ（サポート露出部６５に隣接する樹脂層２の端部）で樹脂層２への放射モードとなり、この放射モードのエネルギーが樹脂層２に吸収されることで発熱が生じることとなる。しかし、光ファイバ１０２の端部に取り付けた本発明の第１態様のコネクタにより、樹脂層２に発熱が生じても、その熱は樹脂層２に食い込んだ凸部３１Ａを有する光ファイバ保持手段（金属スリーブ）３４によって効率よく、かつ、速やかに放熱される。従って、樹脂層２の熱劣化が抑制され、長期信頼性に優れるコネクタ付き樹脂被覆ダブルクラッド光ファイバを実現することができる。
【００６２】
なお、図１１、１２に示すサポート付き樹脂被覆ダブルクラッド石英光ファイバ１０１、１０２のサポート露出部を形成した光ファイバ端部に本発明の第１態様のコネクタを取付ける場合のコネクタの詳細は、基本的に、前述のコア露出部やクラッド露出部を形成した光ファイバの端部に第１態様のコネクタを取り付ける場合のそれが踏襲される。また、図１１、１２に示すサポート付き樹脂被覆ダブルクラッド光ファイバのサポート露出部を形成した光ファイバ端部に本発明の第１態様のコネクタを取付ける場合も、光ファイバ保持構造部（スリーブ）２の蛇腹状の内面３１と被覆樹脂層２との間の隙間に金属材料や熱伝導性樹脂を充填することができ、それによって放熱効率を高めることができる。なお、金属材料や熱伝導性樹脂の詳細は、基本的に、前述のコア露出部やクラッド露出部を形成した光ファイバの端部に第１態様のコネクタを取付ける場合でのそれと同じである。
【００６３】
また、図１１、１２に示すサポート付き樹脂被覆ダブルクラッド光ファイバのサポート露出部を形成した光ファイバ端部には、本発明の第２態様のコネクタ（図５、６、９参照）を取付けることができる。すなわち、光ファイバの樹脂層２の末端２Ａを、第２態様のコネクタ３５’の光ファイバ保持構造部３２’内に配置させる（すなわち、光ファイバ挿通孔の軸線方向において、光ファイバ保持構造部の開始端と光ファイバの樹脂層の末端とが同じ位置に配置させる、或いは、光ファイバ保持構造部の開始端が光ファイバの樹脂層の末端よりもサポート露出部側に配置させる）ことで、ポンプガイド（第１クラッド６２）に閉じ込められない大きなＮＡを持つ光（高ＮＡ光）に起因する発熱が樹脂層２に生じても、その発熱は速やかに放熱されて、樹脂層２の熱劣化が抑制され、長期信頼性に優れるコネクタ付き光ファイバを実現することができる。なお、コネクタの取付けに先立って、光ファイバ１０１、１０２の被覆樹脂層２の周囲を金属製薄肉部材で包囲しておくことができる。
【００６４】
なお、図１１、１２のサポート付き樹脂被覆ダブルクラッド光ファイバ１０１、１０２では、樹脂層２が第１層２ａと第２層２ｂを含む積層構成になっているが、好ましい積層の態様としては、例えば、第１層２ａ：シリコーン樹脂（厚み５０〜１５０μｍ）／第２層２ｂ：エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）（厚み１００〜２００μｍ）が挙げられる。
【実施例】
【００６５】
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００６６】
実施例１
光ファイバとして、ポリマークラッド樹脂被覆光ファイバ（コア：ノンドープの石英（コア径：４００μｍ）、クラッド：ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂（クラッド径：４６０μｍ）、樹脂層（被覆層）：ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂（被覆径：５６０μｍ））を用い、先端から長さ１６ｍｍの部分のクラッド層と樹脂層（被覆層）を除去してコア露出部を形成した。なお光ファイバの先端部は事前の端面研磨により平滑な面が形成されている。
【００６７】
一方、コネクタとして、ステンレス製の枠体に、リン青銅製の全長が２５ｍｍのスリーブ（光ファイバ挿通孔の先端から１５ｍｍまでの長さ部分が内面に凹凸がない貫孔部であり、該１５ｍｍの長さ部分から後段に、頂角が６０度、高さが３００μｍの二等辺三角形からなる断面形状の凸部を連続的に形成した蛇腹状の内面からなる光ファイバ保持構造部を形成したもの）を嵌入する構成のものを用いた。すなわち、枠体（筐体）にはスリーブの光ファイバ保持構造部を包囲する部分がテーパ状に縮径した形状のスリーブ受承孔が形成される一方、スリーブにはその外壁に切れ目（所謂“割り”）が形成されており、枠体（筐体）のスリーブ受承孔にスリーブをねじ込む際にスリーブが締め付けられてカシメられ、光ファイバが保持される構造のものを使用した。
【００６８】
そして、スリーブの光ファイバ保持構造部の端部（内面に凹凸がない貫孔部側の端部）と光ファイバの樹脂層の末端とが同一位置となるように、スリーブに光ファイバを挿通し、スリーブを枠体に嵌入することで、コネクタを光ファイバ端部に取付けた。
【００６９】
比較例１
光ファイバの樹脂層のその末端（コア露出部側の末端）から光ファイバの軸線方向に５ｍｍ離れた位置に、金属製スリーブの光ファイバ保持構造部の端部（内面に凹凸がない貫孔部側の端部）が配置されるようにした以外は、実施例１と同様にして、コネクタを光ファイバ端部に取付けた。
【００７０】
実施例１と比較例１の光ファイバについて、光ファイバの端面から出力３Ｗのレーザ光を１０時間、連続入射させて、コネクタの温度上昇を観察した。その結果、比較例１の光ファイバではコネクタの温度上昇が観察されたが、実施例１の光ファイバではコネクタの温度上昇は観測されなかった。
【００７１】
実施例２
光ファイバとして、ポリマークラッド樹脂被覆光ファイバ（コア：ノンドープの石英（コア径：４００μｍ）、クラッド：ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂（クラッド径：４６０μｍ）、樹脂層：フッ素樹脂（被覆径：６００μｍ））を用い、先端から長さ１６ｍｍの部分のクラッド層と樹脂層（被覆層）を除去してコア露出部を形成した。なお、光ファイバの先端部は事前の端面研磨により平滑な面を形成した。
一方、コネクタとして、ステンレス製の枠体に、リン青銅製の全長が２５ｍｍのスリーブ（光ファイバ挿通孔の先端から１５ｍｍまでの長さ部分が内面に凸部がない貫孔部（内径が一定の貫孔部）であり、該１５ｍｍの長さ部分から後段に、高さが２５０μｍの台形の単一凸部（内径の縮径により形成された単一の凸部）からなる光ファイバ保持構造部を形成したもの）を嵌入する構成のものを用いた。すなわち、枠体（筐体）にはスリーブの光ファイバ保持構造部を包囲する部分がテーパ状に縮径した形状のスリーブ受承孔が形成される一方、スリーブにはその外壁に切れ目（所謂“割り”）が形成されており、枠体（筐体）のスリーブ受承孔にスリーブをねじ込む際にスリーブが締め付けられてカシメられ、光ファイバが保持される構造のものを使用した。
【００７２】
そして、スリーブの光ファイバ保持構造部の端部（内面に凸部がない貫孔部側の端部）と光ファイバの樹脂層の末端とが同一位置となるように、スリーブに光ファイバを挿通し、スリーブを枠体に嵌入することで、コネクタを光ファイバ端部に取付けた。
【００７３】
実施例１と同様に、光ファイバの端面から出力３Ｗのレーザ光を１０時間、連続入射させて、コネクタの温度上昇を観察した。その結果、コネクタの温度上昇は観測されなかった。
【００７４】
実施例３
実施例１と同様の構造のコネクタを使用し、光ファイバとして、実施例１で使用したコア露出部を形成したポリマークラッド樹脂被覆光ファイバの樹脂層にさらに金属製箔肉部材としてインジウム箔（厚さ２０ミクロン）を３回巻き付けたものを使用し、コネクタの光ファイバ保持構造部の端部（内面に凹凸がない貫孔部側の端部）と、光ファイバにおける樹脂層の末端とが同一位置となるように、スリーブに光ファイバを挿通し、スリーブを枠体に嵌入することで、コネクタを光ファイバ端部に取付けた。そして、実施例１と同様に、光ファイバの端面から出力３Ｗのレーザ光を１０時間、連続入射させて、コネクタの温度上昇を観察した。その結果、コネクタの温度上昇は観測されなかった。
【００７５】
実施例４
光ファイバとして、樹脂被覆石英光ファイバ（コア：ノンドープの石英（コア径：４００μｍ）、クラッド：ボロン、フッ素共ドープの石英（クラッド径：４４０μｍ）、樹脂層（第一の被覆層：シリコーン樹脂（被覆径：５４０μｍ）、第２の被覆層：ナイロン（被覆径：６５０μｍ））を用い、先端から長さ１６ｍｍの部分の樹脂層（被覆層）を除去してクラッド露出部を形成した。なお光ファイバの先端部は事前の端面研磨により平滑な面を形成した。
一方、コネクタは実施例１と同様の構造のものを用いた。そして、スリーブの光ファイバ保持構造部の端部（内面に凹凸がない貫孔部側の端部）と光ファイバの樹脂層の末端とが同一位置となるように、スリーブに光ファイバを挿通し、スリーブを枠体に嵌入することで、コネクタを光ファイバ端部に取付けた。実施例１と同様に、光ファイバの端面から出力３Ｗのレーザ光を１０時間、連続入射させて、コネクタの温度上昇を観察した。その結果、コネクタの温度上昇は観察観測されなかった。
【００７６】
実施例５
光ファイバとして、コア（石英、Ｙｂドープ）（コア径：４０μｍ）、第１クラッド（石英）（クラッド径：６００μｍ）、第２クラッド（空気層内に石英からなるブリッジをコアを中心として放射状に９０個配置）（クラッド径：６６０μｍ）、サポート（石英）（サポート径：１０００μｍ）、第１被覆（シリコン、厚さ１５０μｍ、外径１．３ｍｍ）、第２被覆（ＥＴＦＥ、厚さ２００μｍ、外径１．７ｍｍ）の樹脂被覆ダブルクラッド光ファイバを用い、先端から１６ｍｍの樹脂層を除去してサポート層の露出部を形成した。光ファイバ先端は、端面封止を行った後に、対面研磨により平滑な面を形成し、さらにレーザー発振用ミラー（波長９１５ｎｍでの反射率の反射率：０．５％以下、波長１０８０ｎｍでの反射率：９９％以上）を形成した。コネクタは、光ファイバ保持構造部の内径が異なる点を除き、実施例１と同様の構造のものを用い、スリーブの光ファイバ保持構造部の端面（内面に凹凸がない貫孔部側の端部）を光ファイバの樹脂層の末端とが同一位置になるように、スリーブに光ファイバを挿通し、スリーブを枠内に嵌入することで、コネクタを光ファイバ端部に取り付けた。光ファイバ端部から、波長９１５ｎｍ、光出力１００Ｗの励起光を入射して、レーザー発振動作を１０時間行い、コネクタ部分の温度上昇を確認したが、急激な温度上昇は観測されなかった。
【００７７】
実施例６
光ファイバとして、第２クラッドが、ＢＦドープ（Ｂ（ボロン）とＦ（フッ素）の共ドープ）の石英（クラッド径：６６０μｍ）である以外は、実施例５と同じ構成の樹脂被覆ダブルクラッド光ファイバを用い先端から１６ｍｍの樹脂層を除去してサポート層の露出部を形成した。その他は、実施例５と同様にして、コネクタを光ファイバ端部に取り付け、光ファイバ端部から、波長９１５ｎｍ、光出力１００Ｗの励起光を入射して、レーザー発振動作を１０時間行い、コネクタ部分の温度上昇を確認したが、急激な温度上昇は観測されなかった。
【符号の説明】
【００７８】
１      裸光ファイバ
１Ａ    コア
１Ｂ    クラッド
１０    光ファイバ
１１    コア露出部
２      樹脂層
２Ａ    樹脂層の末端
３５    コネクタ
３１    蛇腹状の内面
３１Ａ  凸部
３２    光ファイバ保持構造部
３３    光ファイバ挿通孔
３４    光ファイバ保持手段（金属製スリーブ）
【図１】
2010282187.tif 000003
【図２】
2010282187.tif 000004
【図３】
2010282187.tif 000005
【図４】
2010282187.tif 000006
【図５】
2010282187.tif 000007
【図６】
2010282187.tif 000008
【図７】
2010282187.tif 000009
【図８】
2010282187.tif 000010
【図９】
2010282187.tif 000011
【図１０】
2010282187.tif 000012
【図１１】
2010282187.tif 000013
【図１２】
2010282187.tif 000014
【図１３】
2010282187.tif 000015
【図１４】
2010282187.tif 000016